沖裁模真空鍍膜層工藝及成分設計

【摘要】本文通過對精沖模具表面鍍膜工藝和鍍膜成分進行優化，提高鍍膜的綜合性能，使得沖裁模具的使用壽命得到了有效提高。對比了氮化鈦和氮鋁化鈦鍍膜的性能。經過改進后氮鋁化鈦鍍膜的顯微硬度達到3200HV0.05，對鋼的干摩擦系數降到0.30-0.35。同時，將精沖模具的平均使用壽命提高了35.5%。

【關鍵詞】真空鍍膜；沖裁模具；氮化鈦；氮鋁化鈦

模具元件是在高壓和高溫（剪切口）條件下進行沖裁。精沖成型模具中凹模和凸模的壽命提高一直是工程技術的研究重點。模具材料表面處理技術中的使用物理氣相沉積技術在工件表面制備了厚度約為3-5 μm的含鈦化合物強化層，以提高其使用壽命。本文研究了一種新的鍍膜工藝技術，通過改進工藝以提高精沖模具的使用壽命。

1.模具的失效形式

在Finetool精沖機上的凸凹模失效的主要形式是氧化磨損。精沖的高溫和腐蝕介質（潤滑劑）使得模具的煙花磨損加劇。在高速沖裁時，模具表面的強化表層被破壞，使得金屬表面的粘附摩擦嚴重。在沖裁冷軋鋼板和調質鋼板上，出現了端面磨損和月牙磨損，及其綜合形式的磨損。

這些磨損缺陷，導致模具的使用壽命急劇下降，同時帶來不合格率的上升。同時，模具的修復和停機等故障，將帶來更大的經濟損失。

2.模具材料的選擇

在起初的設計中，S6-5-3是優先被考慮選用的材料。S6-5-3屬于德國鎢鉬系韌性高速工具鋼，該鋼的碳化物顆粒細小均勻，具有耐沖壓、韌性高、熱塑性好、切削性能優良等特點，并具有良好的耐磨性能。……